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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Anschluss und eine auf diesem basierende Anschlusseinheit, die eine USB-Typ-C-Buchse beinhalten.
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Am 11. August 2014 verabschiedet USB Interface Association eine Spezifikation für einen neuartigen, elektrischen Anschluss, der als USB-Typ-C-Anschluss benannt wird, dessen Steckverbinder sich in beiden möglichen Orientierungen in einer entsprechenden Anschlussbuchse einstecken lässt, wobei der neuartige Anschluss sowohl USB-2.0-Signale als auch USB-3.1-Signale übertragen kann. Laut aktuell berichteten Nachrichten der Industriebranche soll der elektrische Anschluss in der Zukunft ein großes Marktpotenzial aufweisen, sodass verschiedene Hersteller von den elektrischen Anschlüssen sich aktiv damit beschäftigen, diesen elektrischen Anschluss in Zusammenarbeit von entsprechenden Systemanbietern weiter zu entwickeln. Wenn man heutigen Markt blickt, ist es ersichtlich, dass der USB-Typ-A 2.0-Anschluss immer noch einen beträchtlichen Marktanteil besitzt. Es wird noch eine bestimmte Zeit dauern, bis der USB-Typ-A 2.0-Anschluss völlig durch den USB-Typ-C-Anschluss ersetzt wird. Gleichzeitig wird eine einfache Konfiguration, die besonders wichtig für Miniaturisierung von elektronischen Geräten ist, zu einem Entwicklungstrend. So wird die Aufgabe gestellt, einen elektrischen Anschluss zu schaffen, der oben genannten Anforderungen entspricht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anschlusseinheit zu schaffen, die ein problemloses Stapeln mit einer einfachen Konfiguration erfüllt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektrische Anschlusseinheit, die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung werden ein elektrischer Anschluss und eine Anschlusseinheit desselben bereitgestellt, wobei die Anschlusseinheit einen Isolierkörper, eine erste Kontaktleiste, eine zweite Kontaktleiste, ein erstes Metallgehäuse und ein zweites Metallgehäuse aufweist. Der Isolierkörper besitzt einen Grundabschnitt und zwei parallel zueinander verlaufende, voneinander beabstandet angeordnete Zungenplatten. Die erste Kontaktleiste ist mit auf der ersten Zungenplatte angeordneten, ersten Kontaktstiften und ausgehend vom Grundabschnitt sich erstreckenden, ersten Kontaktfüßen versehen, wobei die zweite Kontaktleiste mit auf der zweiten Zungenplatte angeordneten, zweiten Kontaktstiften und ausgehend vom Grundabschnitt sich erstreckenden, zweiten Kontaktfüßen versehen ist. Das erste Metallgehäuse umschließt die erste Zungenplatte so, dass ein erster Steckplatz zwischen den beiden entsteht. Das zweite Metallgehäuse umschließt wenigstens einen Teil der zweiten Zungenplatte so, dass ein zweiter Steckplatz zwischen den beiden entsteht. Der erste Steckplatz und der zweite Steckplatz sind in Richtung senkrecht zu der ersten und der zweiten Zungenplatte voneinander unabhängig und dicht übereinander angeordnet. Hierdurch ist ein problemloses Stapeln in einfacher Konfiguration gewährleistet.
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Im Vergleich zum Stand der Technik sind die beiden erfindungsgemäßen Steckplätze voneinander unabhängig, wobei diese dicht übereinander angeordnet, wodurch ein problemloses Stapeln in einfacher Konfiguration gewährleistet ist.
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Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Ausgestaltungen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 eine perspektivische Zusammenbaudarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Anschlusseinheit;
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2 eine teilweise zerlegte Darstellung der Anschlusseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1;
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3 eine Stirnansicht der Anschlusseinheit gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1;
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4 eine Variante zur erfindungsgemäßen Anschlusseinheit;
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5 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Struktur gemäß 2, wobei das zweite Metallgehäuse weggenommen ist;
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6 eine teilweise zerlegte Darstellung gemäß 2, wobei das erste Metallgehäuse weggenommen ist;
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7 eine perspektivische Darstellung gemäß 6 von einer anderen Seite gesehen;
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8 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen ersten Isolierkörpers gemäß 6, wobei ein Obermodul und ein Untermodul voneinander getrennt gezeigt sind;
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9 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Struktur gemäß
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8 von einer anderen Seite gesehen;
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10 eine teilweise zerlegte Darstellung gemäß 2, wobei das erste Metallgehäuse weggenommen ist;
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11 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Struktur gemäß 10 von einer anderen Seite gesehen;
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12 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen zweiten Kontaktleiste; und
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13 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Anschlusses in unabhängiger Bauweise.
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In Bezug auf beiliegende Zeichnungen, 1 bis 3, wird eine erfindungsgemäße, elektrische Anschlusseinheit 100 vorgestellt, die einen Isolierkörper 10, eine erste Kontaktleiste 20, eine zweite Kontaktleiste 30, ein erstes Metallgehäuse 40 und ein zweites Metallgehäuse 50 aufweist, wobei der Isolierkörper 10 neben einem Grundabschnitt 11 eine erste Zungenplatte 12 und eine zweite Zungenplatte 13 aufweist, welche beide mit einem Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Das erste Metallgehäuse 40 umschließt dabei die erste Zungenplatte 12, wodurch ein erster Steckplatz 401 ausgebildet ist, während das zweite Metallgehäuse 50 die zweite Zungenplatte 13 mindestens teilweise umschließt, sodass ein zweiter Steckplatz 501 ausgebildet ist. Der erste Steckplatz 401 und der zweite Steckplatz 501 werden separat voneinander in einer senkrecht zu der ersten und der zweiten Zungenplatte 12, 13 stehenden Richtung (in einer aufrechten Position) angeordnet und dicht aufeinander gestapelt, wobei der erste Steckplatz 401 sich unterhalb des zweiten Steckplatzes 501 befindet und sowohl in einer horizontalen als auch einer vertikalen Richtung kleinere Abmessungen als der zweite Steckplatz 501 aufweist. Dadurch wird realisiert, dass sich die elektrische Anschlusseinheit für eine Verwendung an einem elektronischen Gerät wie z. B.: einem in einem Fahrzeug montierten elektronischen Gerät eignet, wobei die elektrische Anschlusseinheit nicht nur zum Anschluss eines derzeit weit verbreiteten USB-2.0-Steckverbinders geeignet ist, sondern auch eine Anschlussmöglichkeit für einen USB-Typ-C-Steckverbinder, der in der Zukunft popularisiert wird, bereitstellt. Gleichzeitig wird ein Platzbedarf, den die elektrische Anschlusseinheit in Anspruch nimmt, aufgrund einer dichten Stapelanordnung oben genannter Art reduziert.
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Das erste Metallgehäuse 40 wird in Form einer rechteckigen Konstruktion mit vier bogenförmigen Ecken ausgeführt und umfasst dabei zwei gegenüberliegende Langwände 41 und zwei gegenüberliegende Kurzwände. Das zweite Metallgehäuse 50 umschließt einen ersten Abschnitt 51 der zweiten Zungenplatte 13 und wird dabei dicht an einem außenseitig an dem ersten Metallgehäuse 40 angeordneten, zweiten Abschnitt angehaftet, wobei der erste Abschnitt 51 zusammen mit einer der Langwände 41 den oben genannten, zweiten Steckplatz 501 ausbildet. Der erste Abschnitt 51 umfasst eine Langwand 511, zwei gegenüberliegende Kurzwände 512, die beidseitig an der Langwand 511 befindlich und durch die gebogenen Seitenkanten der Langwand 511 ausgebildet sind, und zwei parallel zu der Langwand 511 angeordnete Verbindungsabschnitte 513, die durch die gebogenen Seitenkanten der jeweiligen Kurzwände ausgebildet sind. Der zweite Abschnitt 52 umfasst eine Langwand 521 und zwei gegenüberliegende Kurzwände 522, die beidseitig an der Langwand 511 befindlich und durch die gebogenen Seitenkanten der Langwand 511 ausgebildet sind. Die Verbindungsabschnitte 513 verbinden sich jeweils mit einer der zwei Kurzwände 522 von dem zweiten Abschnitt 52. Das zweite Metallgehäuse 50 wird aus einem gebogenen Metallblech gefertigt. Aus einer Vorderansicht in der 3 ist ersichtlich, dass die Verbindungsabschnitte 513 und die obere Langwand 41 des ersten Metallgehäuses 40 gemeinsam die untere Langwand des zweiten Steckplatzes ausbilden. In der vorliegenden Erfindung wird eine Variante für das zweite Metallgehäuse 50 vorgestellt, wobei das zweite Metallgehäuse 50' – wie es in der 4 dargestellt ist – die zweite Zungenplatte 13 vollständig umschließt und dadurch den zweiten Steckplatz 501 ausbildet. In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist der erste Steckplatz 401 für den Anschluss eines nach USB-Typ-C-Spezifikation gefertigten Steckverbinders vorgesehen, während der zweite Steckplatz 501 für den Anschluss eines nach USB-2.0-Typ-A-Spezifikation gefertigten Steckverbinders geeignet ist. Der erste Steckplatz 401 und der zweite Steckplatz 501 weisen dabei je eine Steckfläche auf, wobei die zwei Steckflächen zueinander fluchten, obwohl das erste Metallgehäuse 40 vorderrandseitig einen kleinen Neigungswinkel aufweist.
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Nachstehend wird die konkrete Konstruktion der elektrischen Anschlusseinheit 100 in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, 5 bis 7 erklärt.
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Der Grundabschnitt 11 des Isolierkörpers 10 umfasst einen ersten Grundabschnitt 112 und einen zweiten Grundabschnitt 113, die zusammengesetzt werden, wobei die erste Zungenplatte 12 sich von dem ersten Grundabschnitt 112 erstreckt, während die zweite Zungenplatte 13 sich von dem zweiten Grundabschnitt 113 durchzieht. Die erste Zungenplatte 13 umfasst einen Befestigungsabschnitt 131, eine aus dem Befestigungsabschnitt 131 herausragende Steckzunge 132 und einen an einer dem Befestigungsabschnitt 131 benachbarten Stelle der Steckzunge 132 ausgebildeten, verdickten und verbreiteten Stufenabschnitt 133, wobei der erste Steckplatz 401 zwischen dem ersten Metallgehäuse 40 und der Steckzunge 132 angeordnet wird. In Verbindung mit der 1 und der 2 wird das erste Metallgehäuse 401, das die erste Zungenplatte 12 umschließt, an dem an einer dem ersten Grundabschnitt 112 benachbarten Stelle der ersten Zungenplatte 12 ausgebildeten Befestigungsabschnitt 131 befestigt, während das zweite Metallgehäuse 50, das die zweite Zungenplatte 13 umschließt, entweder an dem ersten und dem zweiten Grundabschnitt oder (bei der in der 4 dargestellten Variante) an dem ersten Grundabschnitt befestigt wird. Die erste Kontaktleiste 20 umfasst einen ersten Kontaktstift 21, der an der ersten Zungenplatte 12 angebracht wird, und einen ersten Kontaktfuß 22, der aus dem Grundabschnitt herausragt, während die zweite Kontaktleiste 30 einen zweiten Kontaktstift 31, der an der zweiten Zungenplatte 13 angebracht wird, und einen zweiten Kontaktfuß 32, der aus dem Grundabschnitt herausragt, aufweist. Der Kontaktfuß 22 der ersten Kontaktleiste umfasst eine Reihe von Kontaktpins, die je mit einem durchgehenden Loch versehen sind und sich vertikal nach unten erstrecken, und eine Reihe von horizontal gebogenen Kontaktpins, die zu einem Oberflächenschweißen geeignet sind. Der Kontaktfuß 32 der zweiten Kontaktleiste ist in Form der horizontal gebogenen Kontaktpins ausgeführt, die an einer entgegengesetzten Seite 1131, die dem ersten Grundabschnitt zuwendet, des zweiten Grundabschnittes angehaftet werden.
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An dem ersten Grundabschnitt 112 wird eine entgegengesetzte Seite 1121 definiert, die dem zweiten Grundabschnitt zugewendet ist, wobei die entgegengesetzte Seite 1121 niedriger als die Kopfseite des Befestigungsabschnittes 131 angeordnet wird. Die erste Kontaktleiste 20 umfasst einen Mittelabschnitt 23, der den ersten Kontaktstift 21 mit dem ersten Kontaktfuß 22 miteinander verbindet, wobei der Mittelabschnitt 23 teilweise außerhalb der entgegengesetzten Seite 1121 freigelegt wird. Nach dem Zusammensetzen des ersten und des zweiten Grundabschnittes kontaktieren die jeweiligen Kontaktfüße 32 der zweiten Kontaktleiste den an der entgegengesetzten Seite 1120 der ersten Kontaktleiste 20 ausgebildeten Mittelabschnitt 23. In dem Ausführungsbeispiel ist die zweite Kontaktleiste 30 eine USB-2.0-Typ-A-Kontaktleiste, während die erste Kontaktleiste 20 die USB-Typ-C-Kontaktleiste ist, wobei die erste Kontaktleiste 20 auch einige USB-2.0-Typ-A-Klemmen aufweist, d. h. die zweite Kontaktleiste 30 und ein Teil von den Klemmen an der ersten Kontaktleiste 20 übertragen die gleichen Signale. Wie in der beiliegenden Zeichnung, 12, dargestellt, sind die zweiten Kontaktstifte 31 der zweiten Kontaktleiste 30 in einer elastischen Konstruktion ausgeführt, während die zweiten Kontaktfüße 32 auf eine bestimmte Weise schief gebogen sind, sodass ihre Pins problemlos an der ersten Kontaktleiste angeschweißt bzw. gegen die entsprechende Kontaktreihe gedrückt werden können. Dadurch wird ein reservierter Raum, durch den die oberen Pins durchgeführt werden, an dem unten befindlichen, ersten Grundabschnitt erspart, sodass die Länge der elektrischen Anschlusseinheit in einer nach vorne und hinten weisenden Richtung reduziert wird.
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An der entgegengesetzten Seite 1121 des ersten Grundabschnittes wird eine Schwalbenschwanzrippe 1122 angebracht, die sich entlang der Steckrichtung erstreckt. Dementsprechend ist eine entsprechende Schwalbenschwanznut 1132 an der entgegengesetzten Seite 1131 des zweiten Grundabschnittes ausgebildet. Nachdem das erste Metallgehäuse 40 auf der ersten Zungenplatte 12 aufgesteckt ist, wird der zweite Grundabschnitt 113 von hinten nach vorne zusammengefügt, wobei die Schwalbenschwanznut und die Schwalbenschwanzrippe ineinander eingreifen, wodurch der komplette Isolierkörper 10 ausgebildet ist. Wie in der 5 dargestellt, bilden der erste Grundabschnitt und der zweite Grundabschnitt eine relativ bündige Rückfläche aus, was einen Zusammenbau des zweiten Metallgehäuses 50 erleichtert, sodass eine an dem zweiten Metallgehäuse 50 ausgebildete Rückwand vollständig an der Rückfläche angehaftet wird. Selbstverständlich wird das erste Metallgehäuse 40 erst dann angebracht, nachdem der erste Grundabschnitt und der zweite Grundabschnitt zusammengesetzt worden sind.
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In Verbindung mit der 6 umschließt das erste Metallgehäuse 40 die erste Zungenplatte 12 und bildet dadurch einen vollständigen elektrischen Anschluss aus, wobei der elektrische Anschluss sich unterhalb der gesamten elektrischen Anschlusseinheit befindet, wie es in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, 8 bis 11 dargestellt ist. Selbstverständlich kann der elektrische Anschluss auch als ein unabhängiger Anschluss gefertigt werden, der beispielsweise- wie der in der 13 dargestellte elektrische Anschluss 100' aussieht. Nachfolgend werden einzelne Fertigungsprozesse des elektrischen Anschlusses vorgestellt: Der elektrische Anschluss umfasst einen ersten Isolierkörper 101, an dem eine erste Kontaktleiste 20 befestigt wird, und ein erstes Metallgehäuse 40, wobei der erste Isolierkörper 101 einen Hauptkörper und eine sich nach vorne erstreckte Steckzunge 132 aufweist. Der Hauptkörper wird aus dem ersten Grundkörper 112 und dem Befestigungsabschnitt 131 zusammengesetzt, wobei der Hauptkörper u. a. eine Montagefläche bereitstellt, die zur Befestigung des ersten Metallgehäuses und zur Montage an einer Leiterplatte dient. Das erste Metallgehäuse 40 umschließt den ersten Isolierkörper 101, sodass der erste Steckplatz 401 zwischen der Steckzunge und dem ersten Metallgehäuse ausgebildet ist, wobei der erste Steckplatz 401 in einem 180-Grad-Winkel symmetrisch zu der Steckzunge angeordnet wird. Der erste Isolierkörper 101 umfasst ein Obermodul 16 und ein Untermodul 17, wobei das Obermodul 16 einen oberen Isolierkörper 161, eine obere erste Kontaktreihe 20a, die durch ein Kunststoffspritzgießverfahren in dem oberen Isolierkörper 161 eingebettet wird, und eine Abdeckplatte 162 beinhaltet, während das Untermodul 17 einen unteren Isolierkörper 171 und eine untere erste Kontaktreihe 20b aufweist, die durch das Kunststoffspritzgießverfahren in dem unteren Isolierkörper 171 eingebettet wird. Aus dem Obermodul und dem Untermodul wird der komplette erste Isolierkörper 101 zusammengesetzt. Der obere Isolierkörper 161 umfasst einen oberen Hauptkörper 1611 und eine obere Steckzunge 1612, wobei die Steckzunge an ihrer dem oberen Hauptkörper benachbarten Wurzel einen verdickten und verbreiteten, oberen Stufenabschnitt 1613 aufweist. Die obere erste Kontaktreihe 20a beinhaltet einen ersten Kontaktstift, der oberflächlich an der oberen Steckzunge angebracht wird, und einen aus dem oberen Hauptkörper herausragenden Kontaktfuß. An einer unteren Oberfläche der oberen Steckzunge ist ein Kontaktschlitz 1614 ausgebildet. Die untere Isolierkörper 171 besteht aus einem unteren Hauptkörper 1711 und einem unteren Stufenabschnitt 1713.
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Die untere erste Kontaktreihe 20b beinhaltet einen aus dem unteren Stufenabschnitt 1713 herausragenden Kontaktstift 21b und einen aus dem unteren Hauptkörper herausragenden Kontaktfuß. Nachdem das Obermodul und das Untermodul entlang der nach oben und unten weisenden Richtung zusammengesetzt sind, wird der erste Kontaktstift 21b der unteren ersten Kontaktreihe in dem an der unteren Oberfläche der oberen Steckzunge ausgebildeten Kontaktschlitz 1614 aufgenommen, wobei der obere Stufenabschnitt und der untere Stufenabschnitt einen kompletten Stufenabschnitt ausbilden. Der obere Hauptkörper und der untere Hauptkörper bilden dabei den kompletten Hauptkörper, während die obere Steckzunge 1612 selbst die komplette Steckzunge 131 ausbildet. An der unteren Oberfläche des oberen Hauptkörpers 1611 ist ein Aufnahmeraum 163 ausgebildet, in dem der untere Hauptkörper 171 aufgenommen wird. An der unteren Oberfläche des oberen Hauptkörpers 161 ist eine nach unten durchgehende Führungsnut 164 neben dem Aufnahmeraum ausgebildet. Dementsprechend weist der untere Hauptkörper einen Führungsvorsprung 174 auf, der in der Führungsnut 164 eingesteckt wird. Die Abdeckplatte 162 umfasst einen oberen Abdeckkörper 1622, der in dem oberen Isolierkörper eingebettet wird, und einen aus dem oberen Isolierkörper herausragenden, hinteren Abdeckkörper 1623, wobei der hintere Abdeckkörper sich vor dem Kontaktfuß der oberen ersten Kontaktreihe befindet. Die Abdeckplatte besitzt einen aus der Steckzunge herausragenden Verriegelungsvorsprung 1621. Das hier genannte Fertigungsverfahren gilt auch für den elektrischen Anschluss 100‘, der als ein unabhängiger elektrischer Anschluss ausgeführt ist.
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Die vorstehende Beschreibung stellt die Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Ansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- elektrische Anschlusseinheit
- 100’
- elektrischer Anschluss
- 10
- Isolierkörper
- 101
- erster Isolierkörper
- 11
- Grundabschnitt
- 112
- erster Grundabschnitt
- 1121
- entgegengesetzte Seite
- 1122
- Schwalbenschwanzrippe
- 113
- zweiter Grundabschnitt
- 1131
- entgegengesetzte Seite
- 1132
- Schwalbenschwanznut
- 12
- erste Zungenplatte
- 13
- zweite Zungenplatte
- 131
- Befestigungsabschnitt
- 132
- Steckzunge
- 133
- Stufenabschnitt
- 16
- Obermodul
- 161
- oberer Isolierkörper
- 1611
- oberer Hauptkörper
- 1612
- obere Steckzunge
- 1613
- oberer Stufenabschnitt
- 1614
- Kontaktschlitz
- 162
- Abdeckplatte
- 1621
- Verriegelungsvorsprung
- 1622
- Hauptkörper
- 1623
- hinterer Abdeckkörper
- 163
- Aufnahmeraum
- 164
- Führungsnut
- 17
- Untermodul
- 171
- unterer Isolierkörper
- 174
- Führungsvorsprung
- 20
- erste Kontaktleiste
- 20a
- obere erste Kontaktreihe
- 20b
- untere erste Kontaktreihe
- 21, 21b
- erster Kontaktstift
- 22
- Kontaktfuß
- 23
- Mittelabschnitt
- 30
- zweite Kontaktleiste
- 31
- zweiter Kontaktstift
- 32
- zweiter Kontaktfuß
- 40
- erstes Metallgehäuse
- 401
- erster Steckplatz
- 41
- Langwand
- 42
- Kurzwand
- 50, 50’
- zweites Metallgehäuse
- 501
- zweiter Steckplatz
- 51
- erster Abschnitt
- 511
- Langwand
- 512
- Kurzwand
- 513
- Verbindugsabschnitt
- 52
- zweiter Abschnitt
- 521
- Langwand
- 522
- Kurzwand
